omvat de Röntgendiagnostiek en de Röntgentherapie. De enige overeenkomst tussen deze twee medische vakken is dat ze gebruik maken van dezelfde stralen.
Het doel waarvoor en de methode waarop deze stralen gebruikt worden is echter geheel verschillend.A. Röntgendiagnostiek
Door hun kleine golflengte dringen de Röntgenstralen in het lichaam. Afhankelijk van de golflengte en van de dikte en chemische samenstelling van het weefsel zal een groter of kleiner deel van de stralen worden geabsorbeerd; de rest van de stralen dringt door het lichaam heen. De hoeveelheid stralen, die op verschillende punten van het oppervlak uittreedt, is dus afhankelijk van de voor deze punten gepasseerde weefsels. Deze stralen zwarten een onder dit oppervlak geplaatste Röntgenfilm (meer absorptie minder zwarting, en omgekeerd). Er ontstaat op die manier een negatief beeld van de absorptieverhouding in het lichaam. Uitgaande van de normale beelden kan men op deze wijze verschillende ziekelijke toestanden in het lichaam aantonen.
Middelen om de verschillen in zwarting (het contrast) van de film zo groot mogelijk te maken zijn o.a.:
1. de Röntgenfilm die aan twee kanten met de lichtgevoelige emulsie bedekt is (= verdubbeling van het contrast);
2. de zgn. versterkingsschermen, waartussen de film gelegd wordt; deze zijn met calciumwolframaat bedekt, een stof die onder invloed van Röntgenstralen fluoresceert, waardoor een sterkere zwarting van de beide filmbeelden ontstaat;
3. Röntgencontrastmiddelen (zie hierna). Een factor die het contrast slechter maakt zijn de zgn. verstrooide stralen; een deel van de Röntgenstralen verandert in de stof nl. van richting. De hoeveelheid verstrooide stralen kan men beperken door de bundel stralen zo klein mogelijk te maken. De uittredende verstrooide stralen kan men voor een groot deel laten absorberen door een rooster van loodlamellen, geplaatst in de richting van de primaire stralen (Lysholmrooster). Ook kan men dit rooster laten bewegen om geen schaduw van de loodlamellen te krijgen (Potter-Bucky).
Belangrijk is een zo scherp mogelijke begrenzing van de beelden. De beeldscherpte wordt o.a. verbeterd door:
1. een vergroting van de afstand stralenbundel - object;
2. een zo klein mogelijke afstand object - film;
3. een zo klein mogelijke stralenbron (focus van de Röntgenbuis). Het ideaal zou zijn een puntvormige focus;
4. een zo kort mogelijke belichtingstijd bij bewegende objecten (bijv. hart, longen, maag).
3. en 4. zijn mogelijk bij de buis met draaiende anode, die een hoge belasting bij een kleine focus mogelijk maakt.
Naast de Röntgenfotografie wordt veel gebruikt de Röntgendoorlichting. Hierbij vallen uittredende Röntgenstralen op een scherm dat bestreken is met een fluorescerende stof, waarbij ook een beeld ontstaat met contrasten, afhankelijk van de absorptieverhouding in het object. Deze beelden, die lichtzwak zijn, moet men bekijken met goed voor donker geadapteerde ogen. De doorlichting wordt veel gecombineerd met de fotografie. Men kan dan de stralenbundel richten op de plaats die men wil fotograferen en dit doen op het gewenste moment (bijv. bij bewegende organen).
Om zeer snel een beeld, dat men ziet, op de plaat vast te leggen, gebruikt men de automatische seriecassettes, die in een fractie van een seconde de film op de juiste plaats brengen. Zo kan men bij bewegende organen, bijv. de maag, snel een serie gerichte momentopnamen maken. De divergerende bundel Röntgenstralen geeft een beeld van de objecten groter dan de werkelijke grootte. Om de beeldgrootte gelijk te maken aan de objectgrootte kan men:
1. de afstand focus - object zo groot maken, dat de stralenbundel als evenwijdige bundel te beschouwen is: teleröntgenografie;
2. alleen de centrale, loodrecht opvallende stralen gebruiken, deze langs het object laten bewegen en de punten van de contouren op het Röntgenscherm aantekenen: orthodiagrafie.
In een Röntgenbeeld ziet men geen perspectieven. Om een indruk te krijgen over de plaats in de ruimte van de onderdelen van het beeld maakt men gebruik van de Röntgenstereoscopie. Er worden twee foto’s gemaakt, waarbij de focus verplaatst wordt over een afstand gelijk aan de afstand tussen de ogen. Deze twee beelden worden dan zo bekeken, dat men ze als één beeld waarneemt.
Snelle bewegingen, bijv. van het hart, kan men niet in een serie beelden vastleggen; deze analyseert men met de Röntgenkymografie. Men laat een loodrooster met evenwijdige gleuven gedurende de opname loodrecht op de centrale straal over een afstand van twee opeenvolgende gleuven verplaatsen. Punten van het beeld op minder dan deze afstand van elkaar gelegen zullen na elkaar ontstaan, waardoor bewegingen, in deze tijd uitgevoerd, in beeld gebracht worden.
Het is begrijpelijk dat men in de begintijd van de Röntgenologie al getracht heeft de Röntgenbeelden te filmen: Röntgencinematografie. Bij de directe methode laat men de Röntgenstralen direct op de film vallen. Aan deze techniek zijn veel bezwaren verbonden. Bij de indirecte methode filmt men het beeld op het doorlichtingsscherm. Deze methode kon beter tot ontwikkeling komen toen men over sterke lenzen en zeer gevoelige films beschikte. Verder is van veel belang hiervoor de nieuwe electronische versterkingsmethode van het primaire Röntgenbeeld. Ook kan men van het schermbeeld een gewone foto maken; dit geeft dus een verkleining van het Röntgenbeeld.
De Röntgenkleinbeeldfotografie is tot ontwikkeling gekomen ook onder invloed van de bij de cinematografie genoemde factoren. Deze fotografie wordt o.a. gebruikt bij massadoorlichtingen. Met veel geringere kosten kan men zodoende de beelden vastleggen. Blijken er afwijkingen te zijn, dan kan het onderzoek aangevuld worden met de normale Röntgenfilm, die meer details laat zien.
Het Röntgenbeeld is een summatiebeeld, d.w.z. ieder onderdeel is een negatief beeld van de som van de absorpties in de gehele dikte van het object hier ter plaatse. Door een deel van deze doorsnede niet scherp af te beelden, het beeld te vervagen over een groter oppervlak, kan men de onderdelen van het andere deel duidelijker afbeelden. De korte-afstandopname (zeer korte afstand focus - object) geeft bijv. een duidelijk beeld van de dicht bij de plaat gelegen delen en een vervaagd beeld van de dicht bij de focus gelegen delen.
Veel meer bereikt men met de planigrafie of tomografie. Hierbij beweegt men tijdens de opname de focus en de film in tegengestelde richting en wel zodanig dat één bepaalde doorsnede van het object steeds op dezelfde plaats van de film geprojecteerd wordt, terwijl dit bij de andere doorsneden niet het geval is. Men maakt meestal een serie opnamen op verschillende doorsneden ingesteld. Men kan zo bijv. bij longtuberculose holten aantonen, die op de gewone foto niet te zien zijn. De Röntgendoorlichting kan goede hulp bieden bij de vaak moeilijke operatieve verwijdering van metalen vreemde voorwerpen (in de oorlog belangrijk) met de zgn. boloscoop. Hierbij worden via een doorlichtingsbeeld 2 lichtbundeltjes gericht op het (niet zichtbare) object, waardoor de chirurg de juiste richting gewezen wordt gedurende de operatie.
Röntgencontrastmiddelen
Veel weefsels van het lichaam vertonen slechts geringe absorptieverschillen. Men verhoogt het contrast door in de organen (de holten er van) stoffen te brengen die meer of minder sterk absorberen dan het omgevende weefsel. Men kan daardoor de contouren en de ligging van de holten beoordelen en vaak een indruk krijgen over de functie van het orgaan. Deze methoden van onderzoek zijn zeer belangrijk geworden. Voorbeelden zijn:
1. Slokdarm-, maag- en darmonderzoek met bariumverbindingen, die als pap gedronken worden of per clysma in de darm worden gebracht.
2. Bronchografie; d.i. het zichtbaar maken van de luchtpijpvertakkingen in de longen bijv. door het inbrengen van een jodiumhoudende olie via een slangetje dat door de neus in de luchtpijp is gebracht.
3. Cholecystografie; d.i. het zichtbaar maken van de galblaas. Hiervoor geeft men via de mond, of per injectie in een bloedvat, een jodiumverbinding van phenolphthaleïne, een stof, die door de lever wordt uitgescheiden en op deze wijze met de gal in de galblaas komt.
4. Pyelografie; d.i. het zichtbaar maken van de nierbekkens. Dit kan door:
a. injectie in de bloedbaan van jodiumhoudende stoffen die snel door de nier worden uitgescheiden;
b. het direct inbrengen vanuit de blaas (met een zgn. cystoscoop) van dunne buisjes in de urineleiders, waardoor de contraststof wordt ingespoten.
5. Cystografie, d.i. het zichtbaar maken van de blaas door de methoden als bij 4.
6. Hysterosalpingografie; d.i. het zichtbaar maken van baarmoederholte en eileiders met een direct in de baarmoeder gespoten contraststof. De meeste toepassing vindt deze methode bij het steriliteitsonderzoek om na te gaan of de oorzaak ligt in een ondoorgankelijkheid van de eileiders. Bij geringe verklevingen kan dit onderzoek tegelijk behandeling zijn.
7. Arteriografie; d.i. het inspuiten van contraststoffen in de bloedbaan. Deze stoffen circuleren snel met het bloed. De moeilijkheid is om op het juiste moment op de juiste plaats de foto’s te maken. Men kan hiermee o.a. abnormale vaatgroei aantonen (bijv. gebruikt bij de diagnostiek van hersentumoren).
8. Phlebografie is het fotograferen van de aderen met contraststof.
9. Angiocardiografie is het fotograferen van het hart met de grote vaten op het moment dat de in de bloedbaan gespoten contraststof deze plaatsen passeert. Men kan hier o.a. aangeboren hartafwijkingen mee aantonen en analyseren.
10. Myelografie; d.i. het inspuiten in de ruggemergsholte van een contraststof met een s.g. dat belangrijk verschilt van dat van de zich hier bevindende vloeistof. Door houdingsverandering bij doorlichting ziet men de verplaatsing van de contraststof waarbij men vernauwingen of afsluitingen kan aantonen. Als contrastmiddel dat minder absorbeert dan de weefsels wordt meestal lucht gebruikt, bijv. bij
11. de encephalografie en ventriculografie; in het laatste geval wordt lucht in de hersenholten gebracht. Door verandering van houding van het hoofd kan men deze lucht, die lichter is dan de vloeistof in deze holten, op verschillende plaatsen brengen.
12. Arthrografie; d.i. het zichtbaar maken van gewrichten door inspuiten van lucht, van een sterker absorberende stof of van beide tegelijk.
B. Röntgentherapie
Al spoedig na de ontdekking van de Röntgenstralen bemerkte men de invloed van deze stralen op de weefsels van het menselijk lichaam, o.a. doordat bleek dat na langdurige doorlichting de haren uitvielen. Toen Freund trachtte dit als behandeling toe te passen ontstond er een zweer, die heel moeilijk tot genezing was te brengen. In de eerste tijd van de stralenbehandeling is men door allerlei ervaringen, waarvan een deel zeer onaangename, wijs moeten worden. Men leerde, dat de Röntgenstralen zeer schadelijk kunnen werken, niet alleen aan het oppervlak van het lichaam (de huid), maar ook op de dieper gelegen organen. Deze waarnemingen zijn het begin geweest van de ontwikkeling van de stralenbiologie. Het aangrijpingspunt van de werking van de Röntgenstralen in het lichaam zijn de weefselcellen en wel hiervan vnl. de celkernen. Bij een geringe beschadiging kunnen de weefsels zich herstellen; bij een sterke beschadiging zullen zij te gronde gaan.
De verschillende soorten cellen vertonen een verschil in gevoeligheid voor de Röntgenstralen (bijv. zijn de geslachtscellen zeer, de zenuwcellen weinig kwetsbaar). Zeer belangrijk is dat cellen van kwaadaardige tumoren in het algemeen veel gemakkelijker door Röntgenstralen beschadigd worden dan cellen van normale weefsels. Op het verschil in deze gevoeligheid berust de mogelijkheid om kwaadaardige gezwellen met Röntgenstralen te genezen, zonder het gezonde weefsel te veel te beschadigen. Ook vele goedaardige aandoeningen worden tegenwoordig met Röntgenstralen behandeld, bijv. ontstekingen en rheumatische aandoeningen. Hierbij werkt men met veel kleinere hoeveelheden stralen. Men heeft nog geen volledig inzicht in de biologische veranderingen, die hierbij een rol spelen.
Ook door geregelde inwerking van een zeer kleine hoeveelheid stralen kunnen beschadigingen optreden (vnl. huid, bloed, geslachtsorganen). Daarom is nodig dat in de bedrijven, waarin met Röntgen- (en radium)stralen wordt gewerkt, het personeel zoveel mogelijk tegen de inwerking van stralen beschermd wordt (loodschermen, loodrubberkleding, muren en deuren ondoordringbaar voor stralen, enz.). In Nederland is een wettelijke regeling van deze beveiligingsmaatregelen in voorbereiding.
Uit de behoefte te weten hoe groot de werkingsdosis van de stralenbundel is, waarmee men bestraalt, heeft zich de stralendosimetrie ontwikkeld. Gebruikte men hier vroeger verschillende methoden voor (rood worden van de huid, verkleuren van bariumplatinacyanuur), later is men geheel overgegaan op de veel exactere methoden, waarbij men gebruik maakt van de eigenschap van Röntgenstralen gassen te ioniseren. De sterkte van deze ionisatie kan gemeten worden met zgn. dosimeters. In 1928 is de eenheid van dosis, de röntgen (symbool „r”), internationaal aanvaard. Op het internationaal congres van 1937 is deze eenheid opnieuw gedefinieerd, terwijl op het congres van 1950 is aangenomen, de dosis hiernaast en bij voorkeur uit te drukken in de hoeveelheid geabsorbeerde stralingsenergie, in ergs per gram van het bestraalde materiaal.
De factoren die de ontwikkeling van de stralentherapie sterk beïnvloed hebben zijn voor een belangrijk deel van physisch-technische aard. Het gaat er bij de behandeling van kwaadaardige gezwellen om, een zo groot mogelijke hoeveelheid stralen in het gezwel te brengen en een zo klein mogelijke hoeveelheid in de gezonde weefsels. Een oppervlakkig gelegen aandoening stelt hiervoor andere technische eisen dan een in het centrum van het lichaam gelegen gezwel. Het eerste vraagt de grootste dosis aan het oppervlak en de kleinst mogelijke dosis in de diepere delen, het tweede echter juist het omgekeerde. (Men spreekt van oppervlaktetherapie tegenover dieptetherapie.)
Enkele factoren die gebruikt worden om de beste verdeling te bereiken zijn:
1. de hardheid, resp. zachtheid, van de stralen. Harde stralen zijn stralen met een korte golflengte, opgewekt bij een hoge buisspanning; deze stralen dringen relatief ver in de diepte door. Zachte stralen zijn stralen met een grote golflengte, opgewekt bij een lage buisspanning, die veel sterker door de weefsels worden geabsorbeerd en dus minder diep doordringen. Men werkt altijd met mengsels van verschillende golflengten daar het niet mogelijk is een stralenbundel van slechts één golflengte op te wekken. De hardheid van een bundel (mengsel dus) kan men groter maken door stralenfilters te gebruiken: dit zijn metalen plaatjes van verschillende qualiteit (bijv. koper en aluminium) en dikte. Door deze filters worden de zachtere stralen meer geabsorbeerd dan de hardere, waardoor de gemiddelde hardheid van de bundel groter wordt.
2. de afstand van de stralenbron („focus” van de Röntgenbuis) tot de huid beïnvloedt de verhouding van de dosis in de diepte tot die in de huid. Bij verkleining van deze afstand wordt deze relatieve dieptedosis kleiner.
3. het gebruikmaken (in de dieptetherapie) van verscheidene invalsvelden van de stralenbundel. Hierbij is de stralenbundel steeds op de ziektehaard gericht, maar via verschillende huidvelden, zodat niet steeds hetzelfde gezonde weefsel gepasseerd wordt. Zo gebruikt men bijv. 2, 4, 6 of nog meer velden. Een zeer goede verdeling verkrijgt men als men het lichaam draait om een as, die men zich door de ziektehaard denkt, terwijl de stralenbundel stil staat gericht op deze ziektehaard. Uit dit laatste principe heeft zich ontwikkeld de zgn. Röntgenrotatietherapie, die men o.a. toepast bij slokdarmkankers.
Onder 1. en 2. genoemde factoren vindt men terug bij de verschillende typen Röntgentherapietoestellen. Enkele voorbeelden zijn:
a. Grensstralentherapietoestel, dat werkt met een spanning van 10 à 12 K.V. De stralen die dit toestel geeft zijn zo zacht, dat ze practisch geheel in de opperhuid worden geabsorbeerd. Deze stralen worden dan ook alleen gebruikt voor niet dikke, in de opperhuid gelegen aandoeningen.
b. Röntgencontacttoestel, dat werkt met een spanning van 50 K.V. Het essentiële bij dit toestel is de zeer korte afstand van de focus van de buis tot het oppervlak van het toestel (2 cm). Dit oppervlak kan direct op de huid worden geplaatst. Dit toestel speelt o.a. een belangrijke rol bij de behandeling van huidkankers, wijnvlekken enz. Ook bij kankers in lichaamsholten (mond, endeldarm enz.) wordt dit toestel gebruikt.
c. Er zijn ook oppervlaktetherapietoestellen met een grote variatiemogelijkheid van buisspanning en stralenfilters, dus met een grote variatie in stralenhardheid. Afhankelijk van de dikte en van de ligging van de aandoening (in of onder de huid) worden de gewenste waarden van buisspanning en filter bepaald.
d. De meest gebruikte dieptetherapietoestellen werken bij ca 200 K.V. met een filter van ½ à 1 mm koper. Verhoging van spanning binnen deze orde van grootte geeft geen belangrijke verhoging van de relatieve dieptedosis.
e. Technisch is het echter mogelijk gebleken zeer veel doordringender stralen te produceren, die de therapie nieuwe, nog niet volledig onderzochte mogelijkheden bieden. Naast de physisch-technische factoren speelt de zgn. tijdfactor een belangrijke rol. Het verschil in beschadiging tussen normaal weefsel en tumorweefsel is niet alleen afhankelijk van de totale hoeveelheid toegediende stralen, maar ook van de tijd waarin deze wordt toegediend. Terwijl men vroeger vaak een hoge dosis in één zitting gaf, geeft men nu vaak vele bestralingen met een kleinere dosis per keer.
DR S. DEN HOED-SYTSEMA
